壓力容器設計溫度的確定

摘 要：介紹壓力容器設計溫度的確定方法。

關鍵詞：壓力容器 設計溫度 確定方法

中圖分類號：TQ051.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0108-01

壓力容器的設計溫度用于確定受壓元件材料的選用，涉及到壓力容器的安全與經濟運行。設計溫度確定的不合理，可能造成材料的浪費，增大投資或勉強使用試用材料而降低安全性。筆者在此談談壓力容器設計溫度的確定方法，供同行參考。

1 設計溫度的確定原則

（1）當工藝專業或工程設計文件對容器的設計溫度有專門規定時，設計溫度按規定執行。

（2）設計溫度不得低于元件金屬可能達到的最高金屬溫度。

（3）對于0 ℃以下的情況，設計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低金屬溫度。

（4）當容器各部分在工作情況下的金屬溫度不同時，可分別設定各部分的設計溫度。

（5）對具有不同工況的容器，應按最苛刻的工況設計，并應在設計文件或設計圖樣中注明各工況下的設計壓力和設計溫度值。

2 當金屬溫度無法用傳熱計算或實測結果確定時，設計溫度可以按以下規定

（1）容器內壁與介質直接接觸，且有外保溫（或保冷）時，容器的設計溫度可以按下表（表1）確定。

（2）容器內的介質是用蒸汽直接加熱或被內置加熱元件（如加熱盤管、電熱元件等）間接加熱時，設計溫度可取介質的最高溫度。

（3）容器的受壓元件兩側與不同溫度的介質直接接觸時，應以較苛刻一側的工作溫度（如高溫或低溫）為基準確定該元件的設計溫度。

（4）安裝在室外無保溫的容器，當最低設計溫度受地區環境溫度的控制時，可按以下規定選取：①盛裝壓縮氣體的儲罐，最低設計溫度取月平均最低氣溫的最低值減3 ℃。②盛裝液體體積占容器容積四分之一以上的儲罐，最低設計溫度取月平均最低氣溫的最低值減3 ℃。③立式圓筒形儲罐的最低設計溫度，取建罐地區的最低月平均氣溫加13 ℃。

（5）對于室外塔式容器的裙座，其設計溫度的確定應符合以下規定：①對帶過渡段的裙座：過渡段的設計溫度應等于塔或塔釜的設計溫度；過渡段以下的裙座殼體的設計溫度應考慮環境溫度的影響。②對無帶過渡段的裙座：當塔或塔釜的設計溫度小于或等于200 ℃，且大于-20 ℃時，裙座殼體的設計溫度應考慮環境溫度的影響。當塔或塔釜的設計溫度大于200 ℃，且小于或等于340 ℃時，裙座殼體的設計溫度取塔或塔釜的設計溫度。

（6）對于內壁有隔熱材料的容器應符合以下要求：①整個容器的設計溫度（即設計數據筆表中的設計溫度）按上述表1規定確定。②容器金屬殼（受壓元件）的金屬溫度，宜通過傳熱計算求得，并加一定裕量作為容器金屬殼（受壓元件）的設計溫度。

3 多腔壓力容器設計溫度的確定

3.1 換熱器

換熱器應當分別列出管程、殼程的設計溫度。它們應按管程、殼程的具體工況分別確定。

（1）換熱器管程設計溫度指包括管箱圓筒和管箱封頭的管箱這一受壓部件的設計溫度。對于介質溫度高于0℃者，常用管程進、出口介質溫度中的較大值作為管箱設計溫度，即管程設計溫度；對于介質溫度低于0℃者，取管程進、出口介質溫度中的較小值。

（2）換熱器殼程設計溫度指殼程圓筒這一受壓元件的設計溫度。它根據殼程圓筒的金屬370e4e17c9da45db0eee0c25c1987fbf溫度確定。對于溫度高于0 ℃者，其值不得低于金屬可能達到的最高溫度；對于溫度低于0 ℃者，其值不得高于金屬可能達到的最低金屬溫度。在工程上，對于介質溫度高于0 ℃者，常用殼程進、出口介質溫度中的較大值作為殼程圓筒的設計溫度，即殼程設計溫度；對于介質溫度低于0 ℃者，取殼程進、出口介質溫度中的較小值。

對于管板的設計溫度，因為涉及到殼、管程進、出口介質的四個溫度，在工程上，常按溫度較惡劣一側介質溫度來確定。

3.2 夾套容器

夾套設計溫度是指夾套圓筒這一受壓元件的設計溫度，其值不得低于元件金屬可能達到的最高溫度；對于0 ℃以下的情況，不得高于元件金屬可能達到的最低溫度。在工程上，常用夾套進、出口介質溫度中的較大值作為夾套圓筒的設計溫度，即夾套設計溫度；對于介質溫度低于0 ℃以下的情況，取夾套進、出口介質溫度中的較小值。

內筒體設計溫度是指被夾套包圍內體元件的設計溫度，在工程上，考慮到開、停車工況，常用夾套和圓筒進、出口介質溫度中的較大值作為內筒體的設計溫度，即內筒設計溫度；對于上述四個介質溫度中有低于0 ℃者，取最小值。

總之，只要把握好GB150和TSG R0004中的規定：“設計溫度不得低于元件金屬可能達到的最高金屬溫度；對于0℃以下的情況，設計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低金屬溫度”，就能正確選取設計溫度。

參考文獻

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